Componentes básicos da tinta UV: Fotoiniciador
Resposta rápida: Para o trabalho prático de formulação, a triagem do fotoiniciador começa com a fonte de luz e a formação do filme, verificando-se em seguida o amarelamento, a adesão e a cura completa em condições reais de produção.
Os fotoiniciadores são moléculas que podem absorver radiação e produzir intermediários ativos com a capacidade de iniciar a polimerização por meio de alterações fotoquímicas. O fotoiniciador na iniciação da pré-polimerização e na reação de polimerização do monômero torna-se parte da estrutura do polímero curado em um filme, e há uma parte não envolvida na cura em um filme.
O efeito da concentração do fotoiniciador sobre a taxa de cura por luz é mostrado na figura. A partir da figura, pode-se observar que a concentração do fotoiniciador em 7% da intensidade de luz UV necessária para a menor taxa de cura é a mais rápida, mas, em seguida, aumentar a concentração em vez de reduzir a taxa de cura.
Se a concentração do fotoiniciador for muito alta, haverá dois problemas: o primeiro é que a fotólise do fotoiniciador produzirá parte do material não curado, enfraquecendo a resistência química e as propriedades físicas do revestimento; O segundo é a alta concentração de fotoiniciador, a taxa de polimerização da superfície e a taxa de polimerização da proporção do corpo do revestimento aumentam, diferentes espessuras do revestimento em diferentes tensões, o que fará com que o revestimento fique amassado, mas também levará a fraturas na estrutura de cura e na camada de cura e no substrato.
O efeito inibitório do oxigênio na molécula de oxigênio do fotoiniciador é um radical duplo de estado trilinear, embora não possa iniciar a polimerização do acrilato, mas é fácil competir com a reação que envolve outros radicais. A fotólise do fotoiniciador após a formação do estado trilinear e dos complexos de reação do oxigênio, a decomposição complexa da inativação do iniciador do estado básico, esse fenômeno também é conhecido como "quenching"; outro fenômeno é que os radicais livres gerados pelo fotoiniciador e as moléculas de oxigênio geram um peróxido mais estável, de modo que os radicais livres são "removidos". Esses dois fenômenos farão com que a taxa de polimerização seja bastante reduzida; evidências experimentais na presença de revestimento de oxigênio com espessura de 1pm dentro da taxa de cura serão reduzidas em 20 vezes.
Para superar o impacto do oxigênio na taxa de cura, podem ser tomadas as seguintes medidas. Primeiro, o uso de gás inerte, como a proteção de nitrogênio, esse método de equipamento e os custos de material são mais altos; segundo, aumentar a concentração de fotoiniciador; terceiro, o revestimento é adequadamente misturado com cera, a cera flutuará na superfície para formar uma camada protetora, isolar o papel do oxigênio, não deve ser muito quando misturado, caso contrário, afetará o brilho; Em quarto lugar, adicione um sensibilizador de amina para reduzir a inibição do oxigênio na superfície; em quinto lugar, adicione alguns grupos trifuncionais ou quatro grupos funcionais de monômero de acrilato.
A escolha de fotoiniciadores a partir dos seguintes aspectos: um é o preço, o preço de diferentes fotoiniciadores varia dezenas de vezes; o segundo é a cor, alguns fotoiniciadores produzem substâncias coloridas após a fotólise, como o benzaldeído; o terceiro é o cheiro, como o acoplamento de benzeno com dimetilcetona, a reação produz formiato de metila, o odor não pode ser usado para embalagens de alimentos; O quarto é a corrosividade, como os derivados da acetofenona, após a reação que produz ácido clorídrico; o quinto é a estabilidade, duas benzofenonas e derivados de boa estabilidade, e a estabilidade da benzoildimetilcetona é ruim; o sexto é a taxa de cura, como a taxa de cura da benzofenona barata é muito baixa; o sétimo é que o fotoiniciador absorve os comprimentos de onda da luz UV, o gráfico a seguir mostra várias faixas de comprimento de onda sensíveis à luz do fotoiniciador.
Uma rota de seleção prática para projetos relacionados a fotoiniciadores
Ao avaliar fotoiniciadores, os compradores técnicos ou formuladores geralmente consideram a qualidade da cura e a adequação à aplicação: qual embalagem cura de forma confiável, mantém uma aparência aceitável e ainda funciona sob as condições da lâmpada, espessura do filme e substrato do processo real.
- Primeiro, compare a embalagem com a lâmpada: Lâmpadas de mercúrio, LEDs UV e sistemas de luz visível podem classificar os mesmos fotoiniciadores de maneiras muito diferentes.
- Verifique a cura em profundidade e a cura superficial separadamente: Uma película que parece seca na superfície ainda pode estar frágil por baixo.
- Equilibre o amarelamento com a reatividade: O método de cura profunda mais eficaz nem sempre é a melhor opção comercial se o risco de migração ou alteração da cor se tornar inaceitável.
- Utilize a fórmula final como referência: A quantidade de pigmento, o pacote de monômeros e a espessura do filme podem alterar a classificação aparente do mesmo iniciador.
Referências de produtos recomendadas
- CHLUMINIT 819: Útil quando uma fórmula necessita de maior absorção e suporte à cura mais profunda.
- CHLUMINIT 1173: Um ponto de comparação prático para a iniciação clássica por UV de ondas curtas.
- CHLUMINIT ITX: Uma via de suporte de ondas longas útil em muitos pacotes de tinta de impressão.
- CHLUMINIT CQ: Uma referência direta para discussões sobre cura sensível à luz visível e à cor.
FAQ para compradores e formuladores
Por que os pacotes de fotoiniciadores misturados são tão comuns?
Como um produto pode controlar o amarelamento ou o encaixe da lâmpada, enquanto outro melhora a profundidade de cura ou o desempenho da velocidade da linha, o pacote completo costuma ser mais eficaz do que qualquer produto individual.
A cura incompleta deve sempre ser resolvida adicionando mais iniciador?
Não automaticamente. A verdadeira limitação pode estar na lâmpada, na espessura do filme, na tonalidade do pigmento ou no restante do sistema reativo, e não simplesmente em uma subdosagem.
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